KR20100015777A - 변속 레버 복귀 방식 작동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시트프-바이-와이어 변속기의 변속 단을 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다. 작동 장치는 하나 이상의 주행 단 위치와 하나의 파킹 위치 사이에서 이동 가능한, 안정한 변속 레버 위치를 가진 변속 레버(3), 및 스프링 하중을 받는 핀(10)과 게이트(9)를 가진 래칫 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 작동 장치는 변속 레버(3)를 이동시키는 액추에이터 장치를 포함하고, 상기 액추에이터 장치는 분리 장치(13)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 핀(10) 및 게이트(9)는 분리 장치(13)에 의해, 핀(10)이 게이트(9) 상의 시프트 트랙(8) 내로 맞물리는 제 1 상대 위치로부터, 핀(10)이 시프트 트랙(8)과 맞물리지 않는 다른 상대 위치로 이동될 수 있다. 본 발명은 파킹 위치로 액추에이터에 의한 변속 레버의 복귀를 가능하게 함으로써, 운전자에게 변속기의 실제 변속 상태에 대한 확실한 시각적 및 촉각적 피드백을 제공한다.
변속기, 변속 단, 변속 레버, 핀, 게이트, 액추에이터 장치, 분리 장치.

Description

변속 레버 복귀 방식 작동 장치{OPERATING DEVICE WITH SELECTOR LEVER RETURN}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 변속기, 특히 시프트-바이-와이어(shift-by-wire) 자동 변속기용 작동 장치에 관한 것이다.
자동차의 변속기는 통상 운전자의 손이 미치는 영역 내에 배치된 작동 장치에 의해 제어되거나 또는 변속된다. 이를 위해, 예컨대 자동차의 앞좌석들 사이에 배치된, 변속 레버와 같은 작동 부재들이 사용된다.
이러한 작동 장치 또는 변속 레버에 대한 구조적 및 인간 환경 공학적 요구들은 다양하다. 예컨대 안전성 및 환경 공학적 이유로 운전자에게 변속기 작동의 실제 감각을 전달하기 위해, 시각적 및 명확한 촉각적 피드백을 운전자에게 전달할 것이 상기 방식의 작동 장치에 요구된다. 이로부터, 운전자는 변속 레버의 작동시 변속기에서 실제로 이루어진 변속 과정을 추정할 수 있어야 하고, 변속 레버를 보거나 잡음으로써 직관적으로 변속기의 순간 변속 상태를 파악할 수 있어야 한다.
따라서, 변속 레버의 각각의 순간 위치 또는 각도 위치를 기초로 실제 변속기 상태 또는 실제로 걸린 주행 단에 대한 명확한 시각적 및 촉각적 피드백을 운전자에게 전달하는 것이 바람직하다.
예컨대 와이어 또는 바아에 의한 기계식 변속기 작동 또는 변속 레버와 변속기 사이의 기계식 결합의 경우, 변속 레버 위치는 기계적 결합으로 인해 항상 실제 변속기 위치와 일치한다. 기계식 변속기가 일반적으로 다안정성(multistable) 이기 때문에(변속기 변속 위치가 다수의 또는 모든 위치에서 안정하다. 즉, 자동으로 변하지 않는다), 변속 레버가 다안정성 이고, 따라서 항상 운전자에 의해 걸린 위치로 유지된다.
따라서, 운전자는 한편으로는 각각의 변속 레버 위치로부터 변속기의 실제 변속 상태를 추정할 수 있거나 또는 변속 레버 위치를 기초로 변속기에 걸린 주행 단을 알 수 있고, 다른 한편으로는 변속 레버 위치가 변속기의 실제 변속 상태와 다르지 않다는 기대를 걸 수 있다.
그러나, 점점 더 증가하는, 변속기의 전기 작동 또는 시프트-바이-와이어 작동의 경우, 차량 내부의 작동 부재 또는 변속 레버와 엔진실 내 변속기 사이의 기계식 결합이 없다. 오히려, "시프트-바이-와이어" 변속기의 경우 변속 명령이 대부분 전기 또는 전자 신호에 의해서만 그리고 후속하는 변속 명령의 전기 유압식 변환에 의해 작동 장치로부터 변속기로 전달된다. 이는 부분적으로 최신 변속기에, 특히 대부분 완전히 액추에이터에 의해 원격 작동되는 현세대 자동 변속기에 적용된다.
시프트-바이-와이어 변속기의 경우, 변속기 액추에이터 시스템과 변속 레버 사이의 기계식 결합이 없기 때문에, 변속 레버 위치가 특정 기본 조건 하에서 또는 에러의 경우에 변속기의 변속 상태와 더 이상 일치하지 않는다.
최신 자동 변속기는 일반적으로 소위 오토-P-기능을 가지며, 이 기능은 운전자가 차량을 벗어날 때 항상 변속기 내에 파킹 브레이크가 걸림으로써, 의도치 않게 차량이 굴러가는 것을 저지한다. 예컨대, 점화 키가 빼내지거나 또는 운전자가 차량을 벗어나면 동작하는 오토-P-기능은, 달리 표현하면 변속 레버에서 실제로 선택된 주행 단과 관계없이 변속기에서 파킹 브레이크가 자동으로 걸리게 한다. 따라서, 변속 레버가 운전자에 의해 예컨대 중립 위치에 또는 주행 단 위치들 중 하나에 그대로 있는 경우에도, 변속기 또는 차량의 오토-P-기능에 의해 파킹 브레이크가 걸린다.
그러나, 이 경우, 변속 레버 위치는 변속기의 실제 변속 상태와 일치하지 않는다. 따라서, 차량으로 귀환시 또는 차량의 시동 시도시, 변속 레버 위치로 인해 시각적 및 촉각적으로 맞지 않은 정보가 운전자에게 주어진다. 변속 레버 위치의 인지를 기초로, 운전자는 변속기가 중립 위치 또는 하나의 주행 단 위치에 있다고 생각하는 반면, 실제로는 변속기에 파킹 브레이크가 걸려있다. 변속 레버 위치와 변속기 상태 사이의 이러한 불일치는 운전자에 의한 바람직하지 않은 오조작 및 잘못된 결정을 야기하여, 안전 임계적 상태를 야기할 수 있다; 오토-P에 의해 걸린 파킹 브레이크의 경우에, 변속 레버가 수동으로 파킹 위치로 이동될 때야 차량이 시동될 수 있다는 것을 운전자에게 신호화하는 운전자용 신호 장치가 추가로 제공되어야 한다.
시프트-바이-와이어 변속기의 변속 레버를 단안정 작동 부재로서 형성함으로써, 상기 문제를 극복하려는 시도가 있었다. 달리 표현하면, 이러한 단안정 변속 레버는 매 작동 후에 항상 다시 동일한 중심 위치로 되돌아 온다. 단안정 변속 레버에서, 변속기의 실제 변속 상태에 대한 피드백은 예컨대 발광 다이오드를 이용한 별도의 디스플레이에 의해서만 이루어진다. 따라서, 단안정 변속 레버에서는, 변속 레버 위치를 기초로 변속기의 변속 상태에 대한 시각적 또는 촉각적 피드백이 운전자에게 전달될 수 없다. 또한, 단안정 변속 레버에서는, 기계식 변속 로직 및 필요한 변속 바아(예컨대 소위 키 록 및 시프트 록 바아)의 실시가 대부분 어렵고, 변속 레버를 선택적으로 차단하기 위한 복잡한 액추에이터 시스템을 필요로 한다.
예컨대 소위 키 록 시스템으로서 공지된, 자동 변속기에서의 안전 기능은 점화 키가 빼내지면 위치"P" 에 변속 레버를 블로킹한다.
따라서, 변속기에 대한 기계식 커플링을 가진 작동 장치에서, 점화 키를 빼낼 때 또는 점화의 차단시 변속 레버의 의도치않은 작동, 따라서 변속기에서 파킹 브레이크의 의도치않은 분리가 이루어져서 자동차가 바람직하지 않게 움직이는 것이 방지된다.
이러한 안전 기능에 대한 다른 예는 시프트 록 바아이며, 상기 시프트 록 바아는 안전성의 이유로 변속 위치 "P" 및 "N"로부터 브레이크가 걸릴 때에만 접속되도록 하기 위해 사용된다. 이는 주행 단이 걸리는 순간에 이미 차량의 제어되지 않은 시동을 방지할 목적으로도 사용된다.
공지된 단안정 작동 장치는 또한 운전자가 항상 중심 위치로 되돌아 가는 레버를 가진 새로운 조작 컨셉에 익숙해져야 한다는 단점을 갖는다. 이러한 조작 컨셉은 종래의 변속기 작동과는 현저히 다르다. 또한, 이러한 단안정 작동 장치는 일반적으로 자동차의 주행 상태에 따른 허용되지 않은 변속 명령의 선택적 차단을 위한 다수의 액추에이터를 포함하며, 이는 구조적으로 복잡하고 상응하는 비용을 야기한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 단점을 극복할 수 있는 변속기용 작동 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 의해, 시프트-바이-와이어 변속기에서도 변속 레버 위치가 항상 변속기의 실제 변속 상태를 나타내는 것이 가능해짐으로써, 변속기의 실제 변속 상태에 대한 확실한 시각적 및 촉각적 피드백이 구현될 수 있어야 한다. 특히, 파킹 브레이크가 자동으로 걸린 경우에 변속 레버가 주행 단 위치들 중 하나에 그대로 있는 반면, 실제로는 변속기에 파킹 브레이크가 걸려 있는 것이 방지되어야 한다. 작동 장치는 또한 구조적으로 비교적 간단하고 저렴하며 강하게 구현되어야 한다.
상기 목적은 청구항 1의 특징들을 가진 작동 장치에 의해 달성된다.
바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
공지된 방식으로, 본 발명에 따른 작동 장치는 -하나 이상의 시프트 트랙을 포함하는- 변속 레버 및 래칫 장치를 포함하고, 상기 래칫 장치는 핀을 가지며, 상기 핀의 팁은 스프링 하중을 받는 상태로 게이트에서 슬라이딩한다. 변속 레버는 종래의 조작 컨셉과 일치하게 안정한 변속 레버 위치를 가진 다안정 조작 부재로서 형성된다.
본 발명에 따른 작동 장치는 변속 레버를 액추에이터에 의해 이동시키는, 특히 오토-P의 경우 변속 레버를 파킹 위치로 자동 복귀시키는 액추에이터 장치를 포함한다. 상기 액추에이터 장치는 액추에이터에 의해 -예컨대 전기 모터식으로 또는 전자기식으로- 구동되는 분리 장치를 포함한다. 상기 분리 장치에 의해, 핀과 게이트가 제 1 상대 위치로부터 액추에이터에 의해 다른 상대 위치로 이동될 수 있다. 제 1 상대 위치에서는, 핀이 리세스를 가진, 게이트의 시프트 트랙 내로 맞물리고, 이는 변속 레버를 개별 변속 레버 위치에 상응하게 래칫하는, 작동 장치의 정상 작동이다. 다른 상대 위치(변속 레버를 특히 파킹 위치로 쉽게 자동으로 복귀시키기 위해 사용됨)에서는, 핀이 게이트의 시프트 트랙과 맞물리지 않는다.
달리 표현하면, 정상 작동 동안 존재하는 게이트 내로 핀의 맞물림은 본 발명에 따른, 분리 장치를 가진 액추에이터 장치에 의해 해제될 수 있다. 따라서, 변속 레버는 원활하게 그리고 경우에 따라 자동으로 동작할 수 있고, 변속 레버는 특히 모든 위치 또는 모든 시프트 트랙으로부터 자동으로 파킹 위치로 복귀될 수 있다. 후자는 예컨대 스프링력에 의해 이루어질 수 있는데, 그 이유는 변속 레버를 제동하는, 게이트에서의 핀의 반응력이 본 발명에 따른 분리 장치에 의해 제거되기 때문이다.
따라서, 운전자가 차량을 세워 놓는 경우 예컨대 파킹 브레이크를 수동으로 걸지 않으면, 점화 키를 빼내거나 또는 차량을 벗어난 후에, 파킹 브레이크가 변속기 제어 장치에 의해 자동으로 걸린다. 또한, 본 발명에 따른 액추에이터 장치 및 예컨대 복귀 스프링의 사용에 의해, 변속 레버는 최후로 걸린 주행 단 위치 또는 팁 트랙 위치로부터 자동으로 파킹 위치로 이동됨으로써, 변속기의 실제 변속 상태가 변속 레버의 위치와 일치한다. 이로 인해, 특히 오토-P-기능에 의해 자동으로 변속기에 의해 파킹 브레이크가 걸린 경우에도 파킹 브레이크에 대한 항상 정확한 피드백이 운전자에게 주어진다.
액추에이터 장치가 구조적으로 어떻게 형성되는지, 그리고 분리 장치가 어떤 방식으로 핀을 게이트의 시프트 트랙과 맞물림 해제하는지는 본 발명의 실시를 위해 중요한 것은 아니다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 액추에이터 장치의 분리 장치는 작동 장치의 하우징 베이스에 대해 게이트를 액추에이터에 의해 상대 운동시키는 장치로서 형성된다. 이는 비교적 복잡한 액추에이터 시스템이 변속 레버 자체에 배치되거나 또는 변속 레버와 연결될 필요가 없다는 점에서 바람직하다. 오히려, 이로 인해 파킹 위치로 변속 레버의 자동 복귀 운동이 핀의 맞물림 영역으로부터 멀어지는 게이트의 운동에 의해 간접적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 분리 장치는 스프링 하중을 받는 핀의 스프링력 방향을 따라 게이트를 멀리 이동시키는 장치로서 형성된다. 달리 표현하면, 이 실시예에서 핀과 게이트는, 게이트가 핀의 스프링력 방향으로 핀으로부터 선형으로 또는 활형으로 멀리 이동되는 방식으로, 맞물림 해제된다. 이로 인해, 게이트가 스프링 하중을 받는 핀 팁으로부터 충분한 거리를 갖게 되면, 특히 파킹 위치로 변속 레버의 자동 복귀가 예컨대 변속 레버에 작용하는 스프링 어큐뮬레이터에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 대안적 실시예에 따라, 분리 장치는 핀의 스프링력 방향에 대해 수직으로 게이트를 액추에이터에 의해 이동시키도록 형성된다. 이 실시예는 게이트 내에서 핀 또는 핀 팁의 위치가 핀에 대한 게이트의 직선형 또는 예컨대 활형 운동에 의해 의도적으로 변화될 수 있다는 점에서 바람직하다. 특히, 핀은 게이트의 상응하는 이동을 이용해서 액추에이터에 의해 게이트의 다른 시프트 트랙 내로 이동될 수 있다. 게이트의 상기 다른 시프트 트랙 내에서, 파킹 위치로 변속 레버의 규정된 복귀는 예컨대 변속 레버에 작용하는 스프링 어큐뮬레이터에 의해 이루어질 수 있다.
이러한 배경에서 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 게이트는 파킹 위치로 핀, 그에 따라 변속 레버의 규정된 복귀를 위한 복귀 트랙을 갖는다. 바람직하게는 매끄럽게 형성됨으로써 핀을 제동하는 리세스를 갖지 않는, 복귀 트랙에 의해, 예컨대 스프링력에 의해 지원을 받아서 핀 또는 변속 레버를 복귀시키기 위한 규정된 경로가 주어진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 복귀 트랙은 경사 면으로 형성된다. 경사 면의 기울기는 핀의 파킹 위치 방향으로 연장한다. 이로 인해, 변속 레버에 추가 부품들이 필요하지 않으면서, 핀, 그에 따라 변속 레버의 매우 간단하고 견고한 자동 복귀가 실시될 수 있다. 파킹 위치로 변속 레버의 복귀를 위한 스프링 어큐뮬레이터가 생략될 수도 있는데, 그 이유는 경사 면으로서 형성된 복귀 트랙과 스프링 하중을 받는 핀 팁과의 상호 작용에 의해, 핀, 그에 따라 변속 레버가 복귀 트랙의 기울기를 따라 자동으로 파킹 위치 방향으로 슬라이딩하기 때문이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 게이트는 분리 장치에 의해 작동 위치와 복귀 위치 사이에 선형으로 왕복 이동 가능하다. 이 실시예에 의해, 분리 장치의 작동 위치와 복귀 위치 간의 교체가 간단하고 확실하게 이루어질 수 있고, 핀 팁은 게이트의 시프트 트랙에서는 분리 장치의 작동 위치에 있는 한편, 게이트의 복귀 트랙에서는 분리 장치의 복귀 위치에 있다. 이 실시예에서, 시프트 트랙 및 복귀 트랙은 게이트의 표면 상에서 구조적으로 간단히 예컨대 서로 나란히 배치될 수 있다.
본 발명의 대안적 실시예에 따라 게이트는 분리 장치에 의해 작동 위치와 복귀 위치 사이에서 왕복 회전 가능하다. 이 실시예에서는, 작동 장치의 하우징 베이스에서 게이트의 필요한 가동 가이드가 구조적으로 매우 간단하고 견고하게 실시된다. 이 실시예에 의해, 게이트는 예컨대 하우징 베이스에 배치된 회전 핀 상에 선회 가능한 지지에 의해 지지될 수 있는 한편, 시프트 트랙 및 복귀 트랙은 예컨대 회전 핀에 대한 게이트의 2개의 반경을 따라 또는 상기 반경 가까이에 배치될 수 있다. 시프트 트랙 및 복귀 트랙이 상기 방식으로 게이트 상에서 2개의 반경 가까이에 배치되면, 시프트 트랙과 복귀 트랙 사이에서 핀 팁의 이동은 특히 시프트 트랙과 복귀 트랙과의 교점에서, 즉 게이트의 회전 점 영역에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 게이트는 록킹 트랙으로서 형성된, 핀 팁용 다른 가이드 또는 수용부를 갖는다. 상기 록킹 트랙은 핀의 록킹 방식으로 수용하기 위해, 특히 변속 레버를 특정 변속 레버 위치에 블로킹하기 위해 사용된다.
이로 인해, 게이트가 변속 레버의 래칫 및 규정된, 액티브한 복귀를 위해 사용될 뿐만 아니라, 구조적으로 바람직하게 추가로 예컨대 파킹 위치에 변속 레버의 록킹을 위해서도 사용될 수 있다.
후자는 특히 변속 레버가 점화의 접속 및/또는 브레이크 페달의 작동 후에야 파킹 위치로부터 이동될 수 있게 하는 전술한 안전 바아, 소위 키 록 및 시프트 록과 관련해서 중요하다.
게이트의 록킹 트랙에 핀을 완전히 록킹하기 위해, 게이트는 예컨대 -핀이 액추에이터에 의해 또는 스프링력에 의해 록킹 트랙 내로 이동된 후에- 록킹 트랙과 변속 레버 가이드의 상호 작용에 의해 핀 팁을 완전히 둘러싸는, 게이트, 변속 레버 및 하우징 베이스 간의 포지티브 결합이 형성될 때까지, 더 이동되고, 예컨대 더 선회되거나 회전될 수 있다.
바람직하게는 록킹 트랙이 게이트의 표면에서 시프트 트랙의 분기를 형성함으로써, 핀이 시프트 트랙으로부터 나와 록킹 트랙 내로 간단히 삽입되고, 따라서 변속 레버의 정상 작동(시프트 트랙 내 핀) 및 변속 레버의 블로킹(록킹 트랙 내 핀) 사이의 전환이 간단히 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 분리 장치는 액추에이터에 의해 이동 가능한, 변속 레버용 게이트 가이드를 포함한다. 이 실시예에 의해, 작동 장치 내에 있는, 변속 레버용 게이트 가이드의 구조적으로 바람직한 다중 사용이 이루어진다.
한편으로는 게이트 가이드가 작동 장치의 작동 중에 허용 시프트 트랙 내에서 변속 레버의 규정된 가이드를 형성하고, 다른 한편으로는 액추에이터에 의해 이동 가능한 게이트 가이드를 이용해서 액추에이터의 힘이 변속 레버로 전달될 수 있다. 이로 인해, 변속 레버는 액추에이터에 의해 상이한 시프트 트랙들 사이로 이동될 수 있거나, 또는 게이트 가이드에 의해 변속 레버에 작용함으로써, 핀 팁이 게이트의 시프트 트랙으로부터 예컨대 게이트의 복귀 트랙 내로 이동된다.
또한, 이 실시예에 의해, 게이트 가이드와 록킹 트랙의 상호 작용에 의해 핀이 사방에서 포지티브 결합 방식으로 둘러싸일 정도로 게이트 가이드가 액추에이터에 의해 이동됨으로써, 핀 팁이 게이트의 록킹 트랙 내에 완전히 블로킹될 수 있다.
이하, 실시예를 도시한 도면을 참고로 본 발명이 상세히 설명된다.
도 1은 자동차의 주행 방향을 따라 바라본, 이동 가능한 게이트를 가진 본 발명에 따른 작동 장치 실시예의 개략도.
도 2는 도 1에 따른 작동 장치의 게이트 및 액추에이터 장치의 평면도.
도 3은 도 2에 따른 게이트 및 액추에이터 장치의 축소도.
도 4는 팁 트랙 내의 핀과 변속 레버를 가진 도 1에 따른 작동 장치의, 도 1에 상응하는 도면.
도 5는 복귀 위치의 게이트를 가진 도 1 및 도 4에 따른 작동 장치의, 도 1 및 도 4에 상응하는 도면.
도 6은 시프트 트랙 위치의 게이트와 파킹 위치의 변속 레버를 가진 도 1, 도 4 및 도 5에 따른 작동 장치의, 도 1, 도 4 및 도 5에 상응하는 도면.
도 7은 작동 위치의 분리 장치를 가진 본 발명에 따른 작동 장치의 다른 실 시예로서 도 1에 상응하는 개략도.
도 8은 복귀 위치의 분리 장치를 가진 도 7에 따른 작동 장치로서 도 1 및 도 7에 상응하는 개략도.
도 9는 선회 가능한 게이트를 가진 본 발명에 따른 작동 장치 실시예의 단면도.
도 10은 게이트 가이드의 평면도로서 도 9의 선 A-A을 따른 단면도.
도 11은 게이트의 평면도로서 도 9의 선 B-B를 따른 단면도.
도 12는 도 11에 따른 게이트의 선 C-C을 따른 단면도.
도 13은 도 11에 따른 게이트의 선 E-E을 따른 단면도.
도 1에는 절단된 하우징(1)을 가진, 변속기용 본 발명에 따른 작동 장치의 실시예가 개략적으로 도시된다. 시선 방향은 자동차의 주행 방향을 따라 수평선으로 연장한다.
먼저, 상기 작동 장치에서 4 점 지지부(2)로서 설계된 변속 레버 가이드 및 부분적으로만 도시된 변속 레버(3)가 나타난다. 변속 레버(3)는 추가의 선회 조인트(5)에 의해 4 점 지지부(2)의 연결 부재(4)와 연결된다. 선회 조인트(5)의 선회 축선(6)은 도면 표면에 대해 평행하게 연장한다. 변속 레버(3)는 4 점 지지부(2)에 의해 측 방향으로 이동 또는 선회될 수 있어서, 변속 레버(3)는 특히 팁 트랙(7) 및 시프트 트랙(8) 사이에서 왕복 운동 가능하다(시프트 트랙들(7, 8)을 가진 도 2 참고). 또한, 변속 레버(3)는 선회 조인트(5)에 의해 주행 방향으로 앞뒤 로 이동될 수 있어서, 각각의 시프트 트랙(7, 8) 내에서 상이한 변속 위치 또는 주행 단을 선택할 수 있다.
도 1에는, 특히 도 2와 관련해서 게이트(9)의 배치 및 상기 게이트(9) 내로 핀 팁(11)을 가진 핀(10)의 맞물림이 나타난다.
게이트(9)는 도 2에 평면도로 도시된다. 게이트(9)는 다수의 시프트 트랙들(7, 8 및 12)을 가지며, 상기 시프트 트랙들 내에서 핀 팁(11)이 슬라이딩할 수 있어서, 변속 레버(3)가 상응하는 변속 레버 위치로 안내되거나 또는 거기에 맞물릴 수 있다. 게이트(9)는 도시된 실시예에서 4개의 리세스 P, R, N 및 D를 가진 시프트 트랙(8)을 포함하고, 상기 리세스들은 4개의 변속 레버 위치들 P, R, N 및 D에 할당된다. 변속 레버가 시프트 트랙 내에 있어서 핀 팁(11)이 게이트(9)의 시프트 트랙(8) 내에 있으면, 변속 레버(3)의 수동 작동에 의해 상응하는 4개의 변속 레버 위치 P, R, N 및 D가 선택될 수 있다. 핀 팁(11)이 게이트(11)의 상응하는 리세스 P, R, N 또는 D 내로 삽입됨으로써, 변속 레버(3)를 선택 위치에 고정한다.
게이트(9)는 시프트 트랙(8) 외에 팁 트랙(7) 및 복귀 트랙(12)을 포함한다. 게이트(9)의 팁 트랙(7)은 수동으로 제어되는 변속을 실시하기 위해 변속 레버(3)가 상응하는 팁 트랙(7) 내로 이동될 때 필요하다. 게이트(9)의 팁 트랙(7)은 팁 트랙(7)의 중앙에 도시된 리세스(X) 만을 갖는데, 그 이유는 변속 레버(3)가 팁 트랙(7)에서 단안정 특성을 가져야 하기 때문이다. 즉, 상응하는 작동 후에 최종 위치 "+" 및 "-"로 유지되는 것이 아니라, 항상 중앙 위치 X로 복귀되어야 한다.
게이트(9) 상에서 도면과 관련해서 좌측에 배치된 복귀 트랙(12)은 변속기에 서 오토-P-기능에 의해 자동으로 파킹 브레이크가 걸린 경우, 변속 레버(3)를 파킹 위치로 액추에이터 제어 방식으로 자동으로 재안내하기 위해 사용된다. 이를 위해, 게이트(9)가 예컨대 전기 모터식 액추에이터(13)에 의해 도면과 관련해서 측 방향으로 왕복 이동될 수 있어서, 핀 팁(11)이 게이트(9)의 소정 시프트 트랙(7, 8 또는 12) 내로, 여기서는 특히 게이트(9)의 복귀 트랙(12) 내로 안내된다.
작동 장치에서의 동작 진행에 대한 예가 도 3 내지 도 6에 도시된다. 용이한 개관을 위해 도 3은 도 2에 상응하는 한편, 도 4 내지 도 6은 액추에이터에 의한 게이트 및 변속 레버(3)의 이동시 상응하는 진행 단계를 도시한다.
처음에는 변속 레버(3)가 팁 트랙(7) 내에 있고(도 4 참고), 따라서 핀 팁(11)이 게이트 상에서 도면과 관련해서 우측에 있는, 게이트의 팁 트랙(7)에서 X 위치에 있다. 상기 위치에 있는 변속 레버(3)에 의해, 차량은 운전자에 의해 정지되고 운전자는 차량을 벗어난다. 점화 키를 빼내는 것 또는 운전자가 차량을 벗어나는 것이 변속기 제어 장치에 의해 등록되기 때문에, 변속기 제어 장치는 안전상 변속기에서 자동으로 파킹 브레이크를 건다.
후속해서, 변속기 제어 장치에 의해 작동 장치의 액추에이터(13)가 활성화된다. 액추에이터(13)는 이제 게이트(9)를 도 4에 따른 위치(핀 팁(11)이 도 3에 따른 팁 트랙(7)에서 X 위치에 있음)로부터 도 5에 따른 위치(핀 팁(11)이 도 3에 따른 복귀 트랙(12)에서 Y 위치에 있음)로 이동시킨다. 핀 팁(11)의 상기 위치에서, 게이트(9)는 핀 팁(11)의 운동에 대한 최소 저항만을 제공하는데, 그 이유는 복귀 트랙(12)이 리세스를 갖지 않기 때문이다. 따라서, 변속 레버(10)는 예컨대 적은 스프링력의 제공에 의해 도 3에 따른 Y 위치로부터 Z 위치로 쉽게 복귀될 수 있다.
Y 위치로부터 Z 위치로 변속 레버의 복귀 운동 후에, 게이트(9)는 도 6에 따른 상태가 주어질 때까지, 다시 액추에이터(13)에 의해 도면과 관련해서 좌측으로 이동된다. 이 경우, 핀 팁(11)이 도 3에 따른 Z 위치로부터 P 위치로 변위되며, 핀 팁(11)이 게이트(9) 상의 리세스 P 내로 삽입된다. 후속해서 게이트(9)가 도면과 관련해서 좌측으로 더 움직이면, 핀 팁(11) 및 변속 레버(3)의 종동이 이루어짐으로써, 도 3과 관련해서 도 6에 나타나는 바와 같이, 변속 레버(3)가 4 점 지지부(2)의 상응하는 운동에 의해 다시 시프트 트랙(8) 내로 이동된다.
도 7 및 도 8에는 본 발명에 따른 작동 장치의 대안적 실시예가 도시된다. 도 7 및 도 8에서 시선 방향은 자동차의 주행 방향을 따라 수평선으로 연장한다. 여기에 도시된 작동 장치의 경우, 핀(10)과 게이트(9) 사이의 맞물림을 분리하기 위한 분리 장치는 기어 휠 변속기(15) 및 선형 스핀들(16)을 가진 전기 모터식 액추에이터(14)를 포함한다. 도 1 내지 도 6에 따른 실시예와는 달리, 도 7 및 도 8에 따른 실시예에서 게이트(9)는 수평으로 이동되지 않고, 액추에이터 장치(14, 15, 16)에 의해 수직으로 이동된다.
도 7은 핀 팁(11)이 게이트(9) 상에 배치된 시프트 트랙들(7, 8)과 맞물린 상태인, 작동 장치의 작동 위치에 상응한다. 주행 단 위치로부터 파킹 위치로 변속 레버(3)의 자동 복귀를 위해, 전기 모터식 액추에이터(14)가 활성화됨으로써, 선형 스핀들(16)은 도면과 관련해서 하부로 나온다. 이로 인해, 차축(18)을 통해 틸팅 레버(17)와 연결된 게이트(9)가 상기 틸팅 레버(17)를 통해 마찬가지로 도면 과 관련해서 하부로 이동됨으로써, 핀 팁(11)이 게이트(9)의 해당 시프트 트랙(7, 8)과 맞물림 해제된다. 후속해서, 변속 레버(3)는 다시 쉽게 자동으로 -예컨대 스프링력의 제공에 의해- 파킹 위치로 복귀될 수 있다.
변속 레버(3)가 상기 방식으로 파킹 위치로 복귀된 후에, 전기 모터식 액추에이터(14)가 역회전 방향으로 활성화됨으로써, 선형 스핀들(16)은 다시 들어가고 게이트(9)는 틸팅 레버(17)에 의해 다시 도 7에 따른 작동 위치로 되돌아 간다.
도 9 내지 도 13은 본 발명에 따른 작동 장치의 다른 실시예를 매우 개략적으로 척도에 맞지 않게 도시한다. 자동차의 주행 방향은 도 9 내지 도 11에서 수평선으로 연장한다.
도 9에는 볼-앤드-소켓 조인트(19)를 통해 작동 장치의 하우징(1) 내에 지지된 변속 레버(3)가 도시된다. 변속 레버(3)는 스프링 하중을 받는 상태로 변속 레버(3) 내에 지지되는 핀(10)을 갖는다. 상기 핀(10)의 핀 팁(11)이 다시 게이트(9) 내로 맞물린다. 게이트(9)는 다수의 시프트 트랙들(7, 8, 12, 21; 도 11 참고)을 가지며, 도 9에 단면도로 도시된 시프트 트랙(8)은 변속 레버 위치들 P, R, N 및 D에 대한 다수의 리세스 P, R, N, D를 갖는다.
도시된 작동 장치는 또한 도 10에 도 9의 선 A-A를 따른 개략적인 평면도로 도시된 바와 같이 변속 레버 게이트(20)를 포함한다. 수동 기어 선택을 위해 사용되는 팁 트랙(7) 및 시프트 트랙(8)이 도시되며, 상기 시프트 트랙에서 변속 레버 위치들 P, R, N 및 D가 선택될 수 있다.
도 11은 핀 팁의 가이드 또는 래칫을 위해 제공된 상이한 시프트 트랙들(7, 8, 12, 21)을 가진 게이트(9)를 도 9의 선 B-B를 따른 평면도로 도시한다. 보다 나은 개관을 위해, 하우징(1)은 도시되지 않는다. 팁 트랙(7; 변속 레버(3)가 팁 트랙(7) 내에서 단안정 특성을 가져야 하기 때문에 핀 팁(11)용 리세스 없음), 변속 레버 위치 P, R, N, D에 대한 각각의 리세스를 가진 시프트 트랙(8), 및 상기 시프트 트랙(8)에 대해 각을 형성하며 배치되고 리세스를 갖지 않는 복귀 트랙(12)이 도시된다. 게이트(9)는 또한 록킹 트랙(21)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 록킹 트랙(21)은 중립의 변속 레버 위치 "N"에 할당되지만, (여기에 도시되지 않은) 록킹 트랙이 특히 파킹의 변속 레버 위치 "P"에 할당될 수도 있다.
도 11을 도 9 또는 도 12와 함께 보면 알 수 있는 바와 같이, 게이트(9)는 회전 핀(22) 상에서 작동 장치의 하우징(1)에 대해 선회 가능하게 지지된다. 회전 점(22)을 중심으로 액추에이터에 의해 게이트(9)를 선회시키기 위한 구동 장치가 도 11에 개략적으로 도시된다. 상기 구동 장치는 게이트(9)를 선회 각(23) 내에서 회전 핀(22)을 중심으로 선회시킬 수 있는, 선형 스핀들(16)을 가진 서보 모터(14)이다.
도 12는 도 11의 선 C-C을 따른 게이트(9)의 복귀 트랙(12)의 종단면도를 도시한다. 도 12에 따른 단면도에서 도면 평면 후방에 있는, 리세스 P, R, N 및 D를 가진 시프트 트랙(8)이 파선으로 도시된다. 복귀 트랙(12)이 파킹 위치 P의 방향으로 기울어져 연장하는 것이 명확히 나타난다. 복귀 트랙(12)의 기울기는 변속 레버(3)를 액추에이터에 의해 자동으로 파킹 위치로 복귀시키는 역할을 한다.
변속기 제어 장치에 의해 오토-P를 이용해서 변속기에서 자동으로 파킹 브레 이크가 걸렸지만, 운전자가 변속 레버를 하나의 주행 단 위치 또는 팁 트랙(7)에 그대로 둔 경우, 변속기 제어 장치에 의해 액추에이터(14)에 전류가 공급되고, 게이트(9)는 도 11에 따라 (최대) 선회 각(23) 만큼 선회된다. 이로 인해, 핀 팁(11)은 이전에 걸린 주행 단과는 관계없이 -게이트(9) 상에 배치된, 팁 트랙(7), 시프트 트랙(8) 및 복귀 트랙(12) 사이의 횡 방향 연결부(24)를 통해- 기울어진 복귀 트랙(12)에 도달한다. 복귀 트랙(12)의 기울기로 인해, 스프링 하중을 받는 핀 팁(11)에 의해 활강력 F가 생기고, 이 활강력은 핀(10) 및 변속 레버(3)를 다른 액추에이터 시스템 없이 자동으로 파킹 위치 P로 하강시킨다.
도 13은 도 11의 선 E-E을 따른 록킹 트랙(21)의 단면도를 도시한다. 록킹 트랙(21)은 예컨대 안전 기능, 즉 키 록 및/또는 시프트 록의 실시를 위해 핀 팁(11), 그에 따라 변속 레버(3)를 특정 변속 레버 위치에 록킹하기 위해 사용된다. 이를 위해, 게이트(9)는 적합한 변속 레버 위치에서 도 11에 따른 서보 액추에이터(14) 및 선형 스핀들(16)에 의해 도면과 관련해서 하부로 선회됨으로써, 핀 팁(11)이 게이트(9)의 록킹 트랙(21)에서 도 13에 도시된 위치로 이동된다. 확실한 록킹을 위해, 록킹 트랙(21)에 칼라(25)가 제공되면, 핀(10)은 변속 레버(3)에 힘 제공시 록킹 트랙(21)으로부터 튀어나오지 않을 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 의해 종래 기술에 비해 변속기의 실제 변속 상태와 항상 일치하는 변속 레버 위치의 장점을 가진 자동차 변속기용 작동 장치가 형성된다. 변속 레버의 복귀를 위해 사용되는 액추에이터 시스템은 구조적으로 매우 간단하고, 강하며, 저렴하게 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 변속 레버가 임 의의 위치로부터 파킹 위치로 복귀하는 것이 보장될 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 특히 "오토-P"에 의해 파킹 브레이크가 자동으로 걸린 경우, 운전자에게 변속기의 실제 변속 상태에 대한 확실한 시각적 및 촉각적 피드백을 제공할 수 있다.
저렴한 실시 가능성 및 신뢰성으로 인해, 본 발명은 특히 자동 변속기의 분야에서 사용하는 경우 자동차 변속기용 작동 장치의 인간 환경 공학 및 안전성을 현저히 개선한다.

Claims (11)

  1. 시프트-바이-와이어 변속기의 변속 단을 선택하기 위한 작동 장치로서, 상기 작동 장치는 하나 이상의 주행 단 위치와 하나의 파킹 위치 사이에서 이동 가능한, 안정한 변속 레버 위치를 가진 변속 레버(3), 및 스프링 하중을 받는 핀(10)과 게이트(9)를 가진 래칫 장치를 포함하는, 작동 장치에 있어서,
    상기 변속 레버(3)를 액추에이터에 의해 이동시키는 액추에이터 장치가 제공되고, 상기 액추에이터 장치는 액추에이터에 의해 구동되는 분리 장치(13)를 포함하고, 상기 핀(10)과 상기 게이트(9)는 상기 분리 장치(13)에 의해, 상기 핀(10)이 상기 게이트(9)의 시프트 트랙(8) 내로 맞물리는 제 1 상대 위치로부터, 상기 핀(10)이 상기 시프트 트랙과 맞물리지 않는 다른 상대 위치로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분리 장치(13)는 상기 작동 장치의 하우징 베이스(1)에 대해 상기 게이트(9)를 액추에이터에 의해 상대 운동시키는 장치인 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 분리 장치(13)는 상기 핀(10)의 스프링력 방향을 따라 상기 게이트(9)를 액추에이터에 의해 멀리 이동시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 분리 장치(13)는 상기 핀(10)의 스프링력 방향에 대해 수직으로 상기 게이트(9)를 액추에이터에 의해 멀리 이동시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 게이트(9)는 상기 핀(10)을 상기 파킹 위치로 복귀시키는 복귀 트랙(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 복귀 트랙(12)은 상기 파킹 위치의 방향으로 기울어진 경사 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  7. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트(9)는 상기 분리 장치(13)에 의해 작동 위치와 복귀 위치 사이에서 선형으로 왕복 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  8. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트(9)는 상기 분리 장치(13)에 의해 작동 위치와 복귀 위치 사이에서 왕복 회전 가능한 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트(9)는 상기 핀(10) 을 록킹 방식으로 수용하기 위한 록킹 트랙(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 록킹 트랙(21)은 상기 시프트 트랙(8)의 분기를 형성하는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 장치는 액추에이터에 의해 이동 가능한, 변속 레버용 게이트 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
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